Clădire rezidențială și cabană Electrosafe. Partea 3. Protecția împotriva trăsnetului

Începutul articolului:

Clădire rezidențială și cabană Electrosafe. Partea 1

Clădire rezidențială și cabană Electrosafe. Partea a 2-a

Protecție împotriva trăsnetului extern

Să începem cu cele mai simple. Să presupunem că avem o clădire rezidențială (cabană) care este alimentată de o linie electrică (linia aeriană) și în care comunicațiile metalice (gaz, alimentare cu apă etc.) nu sunt conectate. Enumerăm pericolele care ne pot aștepta în acest caz și apoi cum să ne descurcăm.

1. Fulger direct în casă.

2. Fulger direct în antenă.

3. Fulger direct în liniile aeriene.

4. Fulger în pământ, lângă casă.

5. Un fulger în pământ, lângă linia aeriană.

În cazul nr. 1, un fulger direct poate distruge clădirea însăși, poate provoca un incendiu în ea, deteriora echipamentul electric al casei și aparatele electrice incluse în prizele de desfacere. În acest caz, există o singură măsură de protecție - instalarea protecției împotriva trăsnetului extern pe casă.

În cazul nr. 2, televizorul va eșua, eventual îl va aprinde. Măsuri de protecție: - instalarea antenei în zona de protecție împotriva trăsnetului extern și / sau deconectați cablul antenei de la televizor.

În cazul nr. 3, o tensiune de suprasolicitare de zeci de kilovoliți este adusă în casă, ceea ce va provoca deteriorarea izolației cablurilor electrice și deteriorarea aparatelor electrice conectate la prize. Măsuri de protecție: - deconectați sursa de alimentare la intrarea în casă la momentul plecării sau furtună sau - instalați un SPD (dispozitiv de prindere) la intrarea de energie în casă.

În cazul nr. 4, este posibilă tensiunea indusă (zeci de volți) în cablare, ceea ce poate provoca deteriorarea echipamentelor electronice sensibile (computer, etc.) conectate la prize. Măsuri de protecție: - în momentul plecării sau în timpul furtunii, deconectați echipamentul de la socluri SAU - instalați un SPD pentru a proteja astfel de echipamente.

Cazul nr. 5 este similar cu cazul nr. 3.

Fig. 1. Evenimente periculoase în timpul furtunii

Mai întâi trebuie să înțelegeți asta protecția împotriva trăsnetului este împărțită în externe și interne. Protecția împotriva trăsnetului extern protejează casa noastră din exterior de lovituri directe în casă, iar protecția internă împotriva trăsnetului protejează casa noastră împotriva loviturilor de trăsnet în apropierea casei, de lovituri de trăsnet în firele din linia electrică și în apropierea acestora. În această parte, vom vorbi despre protecția împotriva trăsnetului extern, adică protecția împotriva loviturilor directe împotriva trăsnetului în casă.

Sarcina protecției împotriva trăsnetului extern este de a lua focul și este sigur pentru oameni și case să-și devieze curentul către sol. În același timp, trebuie să înțelegeți că toată protecția modernă împotriva trăsnetului nu oferă o garanție de sută la sută.

O soluție ideală ar fi să ne protejăm casa prin analogie cu faimoasa cușcă Faraday, dar din motive evidente aceasta nu este potrivită pentru noi. Ce soluție următoare este aproape perfect posibilă? Există două opțiuni: - Instalați un trăsnet ridicat departe de casa noastră. Apoi, întreaga noastră casă va fi în zona ei de protecție, iar curentul fulger care curge din ea în pământ "nu va ajunge" în casa noastră.

- Trageți cablul de protecție împotriva trăsnetului peste casa noastră și faceți ieșirea la pământ pentru curentul de trăsnet cât mai departe de casă. Principiul general aici este acesta: să protejăm casa de fulgere directe și să deviem curentul pe cât posibil de casa noastră. Din păcate, aceste două opțiuni nu sunt, de asemenea, potrivite pentru noi, din cauza costurilor enorme. Dar le-am descris astfel încât să fie ghidat ceva (ca ideal).

Deci, ce ar trebui să facem dacă un ideal este de neatins? Rămâne să faceți o „simplă” protecție împotriva trăsnetului extern. Ce înseamnă protecția împotriva fulgerului extern perfectă, aproape perfectă și simplă? Perfect, sută la sută este Cușca Faraday. Aproape perfect - asta înseamnă că probabilitatea de protecție va fi de 0,9 (unul din zece fulgere va izbucni în casă sau 0,99 - unul din o sută de fulgere va izbucni).

Simplu - este de la cincizeci la cincizeci - sau protejează, sau nu. Până la urmă, ce rămâne pentru noi în acest caz? Trageți cablul peste creasta acoperișului și puneți-l la sol.Conectați mici fulgere verticale la acest cablu pentru a proteja antena, coșurile de fum etc. Probabilitatea ca un fulger să străbată o astfel de protecție rămâne în continuare, dar ceea ce ar trebui să ne mulțumească este că locurile cele mai vulnerabile de pe acoperișul casei vor fi în continuare protejate în mod fiabil (acest lucru se aplică în primul rând antenelor, conductelor de șemineu etc.).

După toate cele de mai sus, vă puteți confunda - ce să faceți? Personal, părerea mea este aceasta - trebuie să analizați circumstanțele. Dacă, de exemplu, furtunile apar în zona ta în fiecare zi, atunci este o prostie să stai fără lumină, fără un televizor aproape în fiecare zi (de ce, în timpul furtunii, trebuie să oprești puterea din casă și să scoți cablul antenei de la televizor, am spus mai sus).

Atunci trebuie să vezi ce este construit în jurul casei tale. Dacă există clădiri înalte lângă casa dvs. etc. - puteți spera că aceste clădiri înalte vă vor proteja locuința. Dacă nu se observă nimic asemănător în jurul casei tale, atunci este mai bine să îți faci propria protecție împotriva trăsnetului (atât externă, cât și internă). Dacă în zona dvs. există furtună de două până la trei ori pe an, atunci nu o puteți face, deși riscul rămâne în continuare. Deci, totuși ai decis să-ți faci protecția împotriva trăsnetului.

În primul rând, să ne ocupăm de împământare. Conform PUE 1.7.55, de regulă, dispozitivul de împământare pentru împământarea de protecție a instalațiilor electrice de clădire și protecția împotriva trăsnetului din categoriile 2 și 3 ar trebui să fie comun.

Ce este 1,2,3 și chiar acum a apărut o nouă categorie 4? Categoria 1 - aceasta este protecția împotriva trăsnetului realizată de o tija de sine sau de un fulger prin cablu. Dacă protecția împotriva trăsnetului este realizată pe clădirea în sine și nu este izolată de ea, atunci aceasta este protecția împotriva trăsnetului din categoria 2.3. În funcție de standarde, clădirea noastră rezidențială aparține a 3 (4) categorii, deși nimic nu ne împiedică să facem protecție împotriva trăsnetului într-o categorie.

În această lucrare, ne vom concentra pe categoria 3, ca cea mai ieftină opțiune. Apoi, trebuie să creăm un dispozitiv de împământare comun pentru instalarea electrică a casei și protecția împotriva trăsnetului.

De ce este necesar acest lucru? Imaginează-ți că în casa noastră există două „terenuri” diferite. În primul rând, nu este convenabil, deoarece nu există un singur punct de referință „pământ”, dar vor apărea „pământ №1” și „pământ №2”. În al doilea rând, este pur și simplu periculoasă pentru viață, deoarece o persoană care atinge, de exemplu, cu mâna de pământ nr. 1 și cu cealaltă mână, terenul nr. 2, poate obține un tramvai electric când apare brusc, de exemplu, pe pământul nr. 2 cu potențial ridicat (să fie un fulger în numărul de teren 2). Mai departe, cu o apropiere inacceptabilă între solul nr. 1 și nr. 2 și cu un fulger în unul dintre ele - este posibilă o descărcare de scânteie între ele, etc.

Protecție împotriva trăsnetului extern

Luați în considerare Fig. 2, care prezintă 6 cazuri periculoase cu un fulger direct (PUM).

Fig. 2. Pericol de lovire directă de trăsnet

Cazul nr. 1 este atunci când fulgerul străpunge protecția noastră împotriva trăsnetului extern și lovește casa. Există o singură contramăsură - întărirea protecției împotriva trăsnetului (de exemplu, în loc de un cablu, trageți doi etc.).

Cazul nr. 2 Cu PUM, un fulger va curge în trăsnet prin fulger în memorie. Trecând printr-un fulger, un astfel de curent va induce (induce) un potențial ridicat pe toate circuitele deschise (care formează piese conductoare, cum ar fi conducte de apă metalice etc.), cu cel mai mare potențial la capetele unor astfel de circuite deschise (în circuite închise, diferența de potențial între oricare două puncte pe circuit este zero). Având o proximitate inacceptabilă între fulger și astfel de circuite, este posibilă o defecțiune a scântei (ceea ce este desigur rău).

În Fig. 2 se vede că în paralel cu conductorul fulger din casă există o țeavă metalică. Apoi, cu PUM, se va induce un potențial ridicat asupra acestuia. Am egalizat potențialul de la capătul inferior al conductei cu o trăsnet, conectându-le la un autobuz PE. La capătul superior al conductei, potențialele conductorului fulger și țeava nu sunt egalizate și în acest loc este posibilă o întrerupere de scânteie între ele. Ce se poate face aici?

Sunt posibile următoarele opțiuni:

1. Respectați distanțele minime necesare între conductorul fulger și o astfel de componentă conductoare.

2. Egalizează potențialele lor.

3.Izolați conductorul fulger cu o țeavă din polietilenă (cea mai potrivită opțiune).

Pentru claritate, să numărăm puțin. Să presupunem că avem o casă de cărămidă (Km = 0,5), nivel de protecție 3 sau 4 (Ki = 0,05) și un conductor de trăsnet (Ks = 1). Lungimea barelor paralele și a conductelor este de 10 metri. Apoi D = Кi х Кс хL / Км = 0.05 х1 х10 /0.5 = 1 metru, adică distanța minimă admisă în acest caz ar trebui să fie de 1 metru.

Acum izolăm conductorul fulger cu o țeavă din polietilenă (Km = 60). În acest caz, D = 0,0008 metri este ceea ce avem nevoie. Un avantaj suplimentar al unei astfel de soluții va fi faptul că atingerea accidentală a unui astfel de fulger nu vom ajunge sub tensiunea de atingere, a se vedea cazul nr. 5.

Cazul nr. 3 Aici trebuie să înțelegem ferm că în timpul PUM, doar 50% din curentul fulger va scurge în memoria noastră. Restul de 50% prin autobuzul PE se va împrăștia în toată casa de-a lungul conductorilor PE (la tot ce este legat de ele). Dacă casa noastră nu este conectată la nicio comunicare externă, atunci după un timp, restul de 50% vor reveni în memorie. Dacă sunt aduse comunicații externe în casă, restul de 50% vor rula de-a lungul lor, distribuite în mod egal între ele. Întrucât în ​​această situație apare un potențial ridicat pe magistrala RE, trebuie să instalăm dispozitivul de arrestare, iar pentru s.TN-C-S și TT circuitele de comutare ale acestui dispozitiv de arrestare vor fi diferite.

Cazul nr. 4 Cu PUM, o persoană cade sub tensiunea de pas. Pentru casa noastră, cea mai bună opțiune ar fi construirea unui fulger și a unui încărcător într-un loc pietonal.

Cazul nr. 5 O persoană intră sub stresul atingerii. Pentru casa noastră, cea mai bună opțiune ar fi, ca în cazul nr. 4, iar plusul este izolarea conductorului de trăsnet cu o țeavă de polietilenă.

Cazul nr. 6. Așa cum am descris în Sl. Nr. 3, pe toate părțile conductoare conectate cu conductoare PE în timpul PUM, se va găsi un potențial ridicat de ceva timp. Instalarea dispozitivelor de prindere pentru a limita acest potențial nu va ajuta decât la cabluri și aparate electrice, dar nu persoana care stă pe podeaua conductivă a atins părțile conductoare (de exemplu, conducta de apă). Există o singură cale de a ieși din această situație - de a avea o împământare bună și de a nu atinge astfel de părți conductoare în timpul furtunii.

NOTĂ la Fig. 2. În figură, nu m-am îndepărtat de PUE și am indicat locația de separare a fulgerului de pe peretele casei. Dacă faceți o separare în acest loc, atunci trebuie să creșteți secțiunea transversală a firului care merge din acest punct în memorie cel puțin de două ori. Părerea mea este că acest lucru nu trebuie făcut. Este mai bine să ajungeți la încărcător cu un fulger și numai atunci conectați încărcătorul și autobuzul PE din încărcător cu un alt fir. În acest caz, potențialul de sol și anvelopele PE vor fi cât mai egale.

Pentru a fi continuat.

Inginer electric S. Mironov

Continuarea articolului: Clădire rezidențială și cabană Electrosafe. Partea 4. Protecție la supratensiune